PLC原理及应用ppt课件.ppt

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1、第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论第第1章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论 1 1.1.1PLCPLC的发展、分类及应用的发展、分类及应用 1 1.2.2结构和工作原理结构和工作原理 1 1.3.3技术性能指标技术性能指标 1 1.4.4编程语言编程语言 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论本章内容包括：本章内容包括：l lPLC的发展、分类及应用的发展、分类及应用l l结构及工作原理结构及工作原理l l主要技术性能指标主要技术性能指标l l常用编程语言常用编程语言返回本章首页返回本章首页第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论1.1PLC的发展、

2、分类及应用的发展、分类及应用 1.1.1产生产生 1.1.2发展发展 1.1.3特点特点 1.1.4分类分类 1.1.5应用应用 返回本章首页返回本章首页第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论1.1.1产生产生 可编程序逻辑控制器可编程序逻辑控制器PLC产生于产生于1969年，最初只具备年，最初只具备逻辑控制、定时、计数等功能，主要是用来取代继电逻辑控制、定时、计数等功能，主要是用来取代继电接触器控制。接触器控制。 现在所说的可编程序控制器现在所说的可编程序控制器PC（Programmable Controller）是）是1980年以来，美、日、德等国由先前年以来，美、日、德等国由

3、先前的可编程序逻辑控制器的可编程序逻辑控制器PLC进一步发展而来。进一步发展而来。 1985年，国际电工委员会年，国际电工委员会IEC对可编程序控制器作了对可编程序控制器作了如下规定：可编程序控制器是一种数字运算操作的电如下规定：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。子系统，专为工业环境下应用而设计。 返回本节返回本节第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论1.1.2发展发展 1. 发展及现状发展及现状 2. 发展趋势发展趋势 （1）与计算机联系密切）与计算机联系密切 （2）发展多样化）发展多样化 （3）模块化）模块化 （4）网络与通信能力增强）网络与

4、通信能力增强 （5）多样化与标准化）多样化与标准化 （6）工业软件发展迅速）工业软件发展迅速 返回本节返回本节第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论1.1.3特点特点 1. 可靠性高可靠性高 2. 功能强大功能强大 3.简单方便简单方便 返回本节返回本节第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论1.1.4分类分类 1. 从结构上从结构上可编程序控制器从结构上可分为整体式和模块可编程序控制器从结构上可分为整体式和模块式。式。2. 从规模上从规模上按按PLC的输入输出点数可分为小型、中型和大的输入输出点数可分为小型、中型和大型。型。 返回本节返回本节第第2 2章可编程序控制器概

5、论章可编程序控制器概论1.1.5应用应用 1. 工业工业1）开关量控制，如逻辑、定时、计数、顺序等；）开关量控制，如逻辑、定时、计数、顺序等；2）模拟量控制，部分）模拟量控制，部分PLC或功能模块具有或功能模块具有PID控制功控制功能，可实现过程控制；能，可实现过程控制；3）监控，用）监控，用PLC可构成数据采集和处理的监控系统；可构成数据采集和处理的监控系统；4）建立工业网络，为适应复杂的控制任务且节省资）建立工业网络，为适应复杂的控制任务且节省资源，可采用单级网络或多级分布式控制系统。源，可采用单级网络或多级分布式控制系统。2. 其他行业其他行业可编程序控制器在其他行业的应用也日益广泛：在

6、国可编程序控制器在其他行业的应用也日益广泛：在国防和民用，如建筑，环保，家用电器等。防和民用，如建筑，环保，家用电器等。返回本节返回本节第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论1.2结构和工作原理结构和工作原理 2.2.1结构结构 2.2.2工作原理工作原理 返回本章首页返回本章首页第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论1.2.1结构结构 PLC专为工业场合设计，采用了典型的计算机结构，专为工业场合设计，采用了典型的计算机结构，主要是由主要是由CPU、电源、存储器和专门设计的输入输出、电源、存储器和专门设计的输入输出接口电路等组成。图接口电路等组成。图2.1为一典型为一典

7、型PLC结构简图。结构简图。图图2.1结构简图结构简图CPU存储器电源部分输入单元输出单元编程器或其他设备按钮接触器电磁阀指示灯行程开关继电器触点第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论1. 中央处理单元中央处理单元 中央处理单元（中央处理单元（CPU）一般由控制器、运算器）一般由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都集成在一个芯片上。和寄存器组成，这些电路都集成在一个芯片上。 CPU的主要功能：的主要功能：1）从存储器中读取指令从存储器中读取指令 2）执行指令）执行指令 3）顺序取指令）顺序取指令 4）处理中断）处理中断 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2. 存储

8、器存储器 1）只读存储器）只读存储器 2）随机存储器）随机存储器RAM 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论3. 输入输出单元输入输出单元 （1）输入接口电路）输入接口电路 （2）输出接口电路）输出接口电路 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论通常通常PLC的输入类型可以是直流、交流和交直流。输的输入类型可以是直流、交流和交直流。输入电路的电源可由外部供给，有的也可由入电路的电源可由外部供给，有的也可由PLC内部提内部提供。图供。图2.2和图和图2.3分别为一种型号分别为一种型号PLC的直流和交流的直流和交流输入接口电路的电路图，采用的是外接电源。输入接口电路的电路

9、图，采用的是外接电源。图图2.2描述了一个输入点的接口电路。其输入电路的描述了一个输入点的接口电路。其输入电路的一次电路与二次电路用光耦合器相连，当行程开关闭一次电路与二次电路用光耦合器相连，当行程开关闭合时，输入电路和一次电路接通，上面的发光管用于合时，输入电路和一次电路接通，上面的发光管用于对外显示，同时光耦合器中的发光管使三极管导通，对外显示，同时光耦合器中的发光管使三极管导通，信号进入内部电路，此输入点对应的位由信号进入内部电路，此输入点对应的位由0变为变为1。即。即输入映像寄存器的对应位由输入映像寄存器的对应位由0变为变为1。第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论图图2.

10、2 直流输入电路图直流输入电路图内部电路COM输入1输入 n第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论图图2.3交流输入电路图交流输入电路图返回本节返回本节内部电路COM输入1输入n.第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论1.2.2工作原理工作原理 1. 循环扫描循环扫描PLC采用循环扫描工作方式，这个工作过程一般包括采用循环扫描工作方式，这个工作过程一般包括五个阶段：内部处理、与编程器等的通信处理、输入五个阶段：内部处理、与编程器等的通信处理、输入扫描、用户程序执行、输出处理，其工作过程如图扫描、用户程序执行、输出处理，其工作过程如图2.4所示。所示。图图2.4中当中当P

11、LC方式开关置于方式开关置于RUN（运行）时，执行（运行）时，执行所有阶段；当方式开关置于所有阶段；当方式开关置于STOP（停止）时，不执（停止）时，不执行后行后3个阶段，此时可进行通信处理，如对个阶段，此时可进行通信处理，如对PLC联机或联机或离线编程。离线编程。第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论图图2.4 工作原理图工作原理图内部处理通信处理输入扫描执行用户程序输出处理RUN 方式 ？否是开 始第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论可编程序控制器的输入处理、执行用户程序可编程序控制器的输入处理、执行用户程序和输出处理过程的原理如图和输出处理过程的原理如图2.5所

12、示。所示。PLC执行的五个阶段，称为一个扫描周期，执行的五个阶段，称为一个扫描周期，PLC完成一个周期后，又重新执行上述过程，完成一个周期后，又重新执行上述过程，扫描周而复始地进行。扫描周而复始地进行。第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论按钮接触器按钮输入电路输入映象寄存器输出映象寄存器输出电路（ ）程序执行图图2.5程序执行原理图程序执行原理图第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2. 与计算机的异同与计算机的异同 相同点：相同点：（1）基本结构相同）基本结构相同 （2）程序执行原理相同）程序执行原理相同 不同点：不同点： 两者的不同点主要体现在工作方式上。两者的不

13、同点主要体现在工作方式上。第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论3. 与继电接触器的异同与继电接触器的异同 相同点：相同点：图形结构和逻辑关系相同。图形结构和逻辑关系相同。 不同点：不同点：（1）实现原理不同）实现原理不同（2）工作方式不同）工作方式不同返回本节返回本节第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论1.3技术性能指标技术性能指标 1. 外形尺寸外形尺寸 2. 输入输出点数输入输出点数 3. 机器字长机器字长 4. 速度速度5. 指令系统指令系统6. 存储器容量存储器容量7. 扩展性扩展性8. 通信功能通信功能 返回本章首页返回本章首页第第2 2章可编程序控制器概

14、论章可编程序控制器概论1.4编程语言编程语言 1. 梯形图梯形图 2. 语句表语句表 3. 逻辑符号图逻辑符号图 4. 高级语言高级语言 返回本章首页返回本章首页第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论第第3章章基本指令基本指令3.1位操作类指令位操作类指令3.2运算指令运算指令3.3其他数据处理指令其他数据处理指令3.4表功能指令表功能指令3.5转换指令转换指令第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论第第2章章S7-200可编程序控制器可编程序控制器2.1S系列系列PLC发展概述发展概述 2.2S7-200 PLC系统组成系统组成 2.3 编程元件及程序知识编程元件及程序

15、知识 2.4相关设备相关设备 2.5工业软件工业软件 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论本章学习目的本章学习目的本章以西门子公司生产的本章以西门子公司生产的S7-200系列小型可编系列小型可编程序控制器为例，介绍具体型号的程序控制器为例，介绍具体型号的PLC，内容包，内容包括：括：l l S系列系列PLC发展概述发展概述l l S7-200 可编程序控制器的系统组成可编程序控制器的系统组成l l 编程元件及程序知识编程元件及程序知识l l 相关设备相关设备l l 常用工业软件常用工业软件返回本章首页返回本章首页第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.1S系列系列P

16、LC发展概述发展概述 德国的西门子（德国的西门子（SIEMENS）公司是欧洲最大的电子）公司是欧洲最大的电子和电气设备制造商，生产的和电气设备制造商，生产的SIMATIC可编程序控制器可编程序控制器在欧洲处于领先地位。其第一代可编程序控制器是在欧洲处于领先地位。其第一代可编程序控制器是1975年投放市场的年投放市场的SIMATIC S3系列的控制系统。系列的控制系统。 在在1979年，微处理器技术被应用到可编程序控制器中，年，微处理器技术被应用到可编程序控制器中，产生了产生了SIMATIC S5系列，取代了系列，取代了S3系列，之后在系列，之后在20世纪末又推出了世纪末又推出了S7系列产品。系

17、列产品。最新的最新的SIMATIC产品为产品为SIMATIC S7、M7和和C7等几等几大系列。大系列。 返回本章首页返回本章首页第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.2S7-200PLC系统组成系统组成 3.2.1系统基本构成系统基本构成 3.2.2主机结构主机结构 3.2.3扫描周期及工作方式扫描周期及工作方式 3.2.4输入输出扩展输入输出扩展 3.2.5主机性能指标主机性能指标 返回本章首页返回本章首页第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论从从CPU模块的功能来看，模块的功能来看，SIMATIC S7-200系列小型可系列小型可编程序控制器发展至今，大致经历

18、了两代：编程序控制器发展至今，大致经历了两代：第一代产品其第一代产品其CPU模块为模块为CPU 21X，主机都可进行扩展，主机都可进行扩展，它具有四种不同结构配置的它具有四种不同结构配置的CPU单元：单元：CPU 212，CPU 214，CPU 215和和CPU 216，对第一代，对第一代PLC产品不再作产品不再作具体介绍。具体介绍。第二代产品其第二代产品其CPU模块为模块为CPU 22X，是在，是在21世纪初投放世纪初投放市场的，速度快，具有较强的通信能力。它具有四种不市场的，速度快，具有较强的通信能力。它具有四种不同结构配置的同结构配置的CPU单元：单元：CPU 221，CPU 222，C

19、PU 224和和CPU 226，除，除CPU 221之外，其他都可加扩展模之外，其他都可加扩展模块。块。第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.2.1系统基本构成系统基本构成 SIMATIC S7-200系统由硬件和工业软件两大部分构成，系统由硬件和工业软件两大部分构成，如图如图3.1所示。所示。EM1扩展模块EM2扩展模块EMn扩展模块TD200文本显示器TP系列触摸屏通信及网络设备计算机工业软件CPU主 机其他设备图图3.1S7-200PLC系统组成系统组成第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论系统基本构成系统基本构成1. 硬件硬件（1）基本单元）基本单元 （2）

20、扩展单元）扩展单元 （3）特殊功能模块）特殊功能模块 （4）相关设备）相关设备 2. 工业软件工业软件 工业软件是为更好地管理和使用这些设备而开发的与之工业软件是为更好地管理和使用这些设备而开发的与之相配套的程序、文档及其规则的总和，它主要由标准工相配套的程序、文档及其规则的总和，它主要由标准工具、工程工具、运行软件和人机接口等几大类构成。具、工程工具、运行软件和人机接口等几大类构成。返回本节返回本节第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.2.2主机结构主机结构 1. 各各CPU介绍及介绍及I/O系统系统（1）主机外形）主机外形SIMATIC S7-200系统系统CPU 22X系

21、列系列PLC主机（主机（CPU模块）的外形模块）的外形如图如图3.2所示：所示：图图3.2S7-200主机外形主机外形状态显示通信口顶部端子盖电 源及输出端子前盖 方式开关、电位器、扩展I/O连接底部端子盖输入端子、传感器电源存储器卡第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论（2）基本结构特点）基本结构特点输出信号类型输出信号类型电源输出电源输出基本基本I/O存储安全存储安全高速反应高速反应模拟电位器模拟电位器实时时钟实时时钟输入输出可扩展性输入输出可扩展性第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论4种种CPU各有晶体管输出和各有晶体管输出和8继电器输出两种类型，具有不同电源电

22、继电器输出两种类型，具有不同电源电压和控制电压。各类型的型号如表压和控制电压。各类型的型号如表3.1所示。所示。 表表3.1CPU型号型号第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论SIMATIC S7-200系统系统CPU 22X系列系列PLC主机及主机及I/O特特性如表性如表3.2所示。所示。表表3.2主机及主机及I/O特性特性第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2. 存储系统（1）存储系统）存储系统（2）存储器及使用）存储器及使用（3）存储安全）存储安全 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论图图3.3存储系统存储系统个人计算机存储器卡用户程序CPU 组态

23、V 存储器M 存储器用户程序CPU 组态V 存储器M 存储器定时器和计数器当前值CPURAMEPROM第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论表表3.3存储容量存储容量第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论（2）存储器及使用）存储器及使用 上装和下装用户程序上装和下装用户程序 定义存储器保持范围定义存储器保持范围 用程序永久保存数据用程序永久保存数据 存储器卡的使用存储器卡的使用 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论（3）存储安全）存储安全1）主机）主机CPU模块内部配备的模块内部配备的EEPROM，上装程序时，可自动装入，上装程序时，可自动装入并永久保存用

24、户程序、数据和并永久保存用户程序、数据和CPU的组态数据。的组态数据。2）用户可以用程序将存储在）用户可以用程序将存储在RAM中的数据备份到中的数据备份到EEPROM存储器。存储器。3）主机）主机CPU提供一个超级电容器，可使提供一个超级电容器，可使RAM中的程序和数据在断中的程序和数据在断电后保持几天之久。电后保持几天之久。4）CPU提供一个可选的电池卡，可在断电后超级电容器中的电量完提供一个可选的电池卡，可在断电后超级电容器中的电量完全耗尽时，继续为内部全耗尽时，继续为内部RAM存储器供电，以延长数据所存的时间。存储器供电，以延长数据所存的时间。5）可选的存储器卡可使用户像使用计算机磁盘一

25、样来方便地备份和）可选的存储器卡可使用户像使用计算机磁盘一样来方便地备份和装载程序和数据。装载程序和数据。返回本节返回本节第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.2.3扫描周期及工作方式扫描周期及工作方式 1. 扫描周期扫描周期 2. 工作方式工作方式 3. 改变改变CPU工作方式的方法工作方式的方法 图图3.4CPU的扫描周期的扫描周期 一个扫描周期 读输入 执行程序 处理通信请求 写输出 执行CPU 自诊断 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论1.扫描周期扫描周期 （1）输入处理）输入处理 （2）执行程序）执行程序 （3）处理通信请求）处理通信请求 （4）执行）

26、执行CPU自诊断测试自诊断测试 （5）写数字输出）写数字输出 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.工作方式工作方式 （1）STOP方式方式 （2）RUN方式方式 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论3.改变改变CPU工作方式的方法工作方式的方法 1）用）用PLC上的方式开关来手动切换，方式开关有上的方式开关来手动切换，方式开关有3个个挡位挡位 。2）用）用STEP 7-Micro/Win32编程软件，应首先把主编程软件，应首先把主机的方式开关置于机的方式开关置于TERM或或RUN位置，然后在此软件位置，然后在此软件平台用鼠标单击平台用鼠标单击STOP和和RUN方

27、式按钮即可。方式按钮即可。3）在用户程序中用指令由）在用户程序中用指令由RUN方式转换到方式转换到STOP方式，方式，前提是程序逻辑允许中断程序的执行。前提是程序逻辑允许中断程序的执行。返回本节返回本节第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.2.4输入输出扩展输入输出扩展 1. 设备连接设备连接 2. 最大最大I/O配置的预算配置的预算 3. 输入输出及输入输出及CPU组态组态 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论1.设备连接设备连接 图图3.5I/O扩展示意图扩展示意图 (a) 面板安装 (b) 标准导轨安装 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.

28、最大最大I/O配置的预算配置的预算 （1）映像寄存器数量）映像寄存器数量（2）电流提供）电流提供 （3）模块电流）模块电流 （4）电流预算规则）电流预算规则 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论（2）电流提供）电流提供各各CPU所能提供的最大所能提供的最大5VDC电流如表电流如表3.4所示。所示。第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论（3）模块电流）模块电流CPU22X可连接的各扩展模块消耗可连接的各扩展模块消耗5VDC电流如表电流如表3.5所示。所示。第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论3.输入输出及输入输出及CPU组态组态 （1）I/O点数扩展和编址

29、点数扩展和编址 （2）设置输入滤波）设置输入滤波 （3）设置脉冲捕捉）设置脉冲捕捉 （4）输出表配置）输出表配置 （5）定义存储器保持范围）定义存储器保持范围 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论例如，某一控制系统选用例如，某一控制系统选用CPU224，系统所需的输入输出点，系统所需的输入输出点数各为：数字量输入数各为：数字量输入24点、数字量输出点、数字量输出20点、模拟量输入点、模拟量输入6点、模拟量输出点、模拟量输出2点。点。本系统可有多种不同模块的选取组合，表本系统可有多种不同模块的选取组合，表3.6所示为其中的所示为其中的一种可行的系统输入输出组态状况。一种可行的系统输

30、入输出组态状况。第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论若按表若按表3.6的扩展方式，各模块在的扩展方式，各模块在I/O链中的位置排列方链中的位置排列方式也可以有多种，图式也可以有多种，图3.6所示为其中的一种模块连接形式所示为其中的一种模块连接形式。图图3.6扩展连接图扩展连接图主机CPU224模块1EM221DI8XDC24V模块2EM222DO8XDC24V模块3EM235AI4/AQ1X12 位模块4EM223DI4/DQ4XDC24V/继电器模块 5EM235AI4/AQ1X12 位第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论S7-200 CPU为每个主机数字量输入提

31、供了脉冲捕捉功能，它可以为每个主机数字量输入提供了脉冲捕捉功能，它可以使主机能够捕捉小于一个扫描周期的短脉冲，并将其保持到主机读使主机能够捕捉小于一个扫描周期的短脉冲，并将其保持到主机读到这个信号，但前提是只有通过滤波器后，脉冲捕捉才有效。此外，到这个信号，但前提是只有通过滤波器后，脉冲捕捉才有效。此外，在一个给定的扫描周期内如果有不只一个脉冲，则只有第一个脉冲在一个给定的扫描周期内如果有不只一个脉冲，则只有第一个脉冲可以被捕捉到，几种情况下的脉冲捕捉波形如图可以被捕捉到，几种情况下的脉冲捕捉波形如图3.7所示。所示。图图3.7脉冲捕捉波形图脉冲捕捉波形图CPU 扫描周 nCPU 扫描周期 n

32、+1输入刷新输入刷新输入 1输入 3输入 2允许脉冲捕捉允许脉冲捕捉允许脉冲捕捉第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论表表3.722X主机主要技术指标主机主要技术指标返回本节返回本节第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.2.5主机性能指标主机性能指标 S7-200 22X各主机的主要技术性能指标如下表各主机的主要技术性能指标如下表3.7所示。所示。返回本节返回本节第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.3编程元件及程序知识编程元件及程序知识 3.3.1编程元件及寻址编程元件及寻址 3.3.2指令系统指令系统 3.3.3编程语言编程语言 3.3.4 程序

33、结构程序结构 返回本章首页返回本章首页第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.3.1编程元件及寻址编程元件及寻址 1. 数据类型数据类型2. 直接寻址方式直接寻址方式 3间接寻址方式间接寻址方式 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论1.数据类型数据类型（1）数据类型及范围）数据类型及范围SIMATIC S7-200系列系列PLC数据类型可以是布尔型、整型和实型数据类型可以是布尔型、整型和实型（浮点数）。实数采用（浮点数）。实数采用32位单精度数来表示，其数值有较大的表示位单精度数来表示，其数值有较大的表示范围：正数为范围：正数为+1.175495E-38+3.402

34、823E+38；负数为；负数为-1.175495E38-3.402823E+38。不同长度的整数所表示的数。不同长度的整数所表示的数值范如表值范如表3.8所示。所示。第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论（2）常数）常数在编程中经常会使用常数。常数数据长度可为字节、字和双字，在在编程中经常会使用常数。常数数据长度可为字节、字和双字，在机器内部的数据都以二进制存储，但常数的书写可以用二进制、十机器内部的数据都以二进制存储，但常数的书写可以用二进制、十进制、十六进制、进制、十六进制、ASCII码或浮点数（实数）等多种形式。几种常码或浮点数（实数）等多种形式。几种常数形式分别如表数形式分

35、别如表3.9所示。所示。第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.直接寻址方式直接寻址方式（1）编址形式）编址形式按位寻址的格式为：按位寻址的格式为：Ax.y 存储区内另有一些元件是具有一定功能的硬件，存储区内另有一些元件是具有一定功能的硬件，由于元件数量很少，所以不用指出元件所在存储由于元件数量很少，所以不用指出元件所在存储区域的字节，而是直接指出它的编号。其寻址格区域的字节，而是直接指出它的编号。其寻址格式为：式为：Ay数据寻址格式为：数据寻址格式为：ATx第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论（2）各元件介绍）各元件介绍输入继电器（输入继电器（I）输出继电器（输出

36、继电器（Q） 通用辅助继电器（通用辅助继电器（M） 特殊标志继电器（特殊标志继电器（SM） 变量存储器（变量存储器（V） 局部变量存储器（局部变量存储器（L） 顺序控制继电器顺序控制继电器（S） 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论定时器（定时器（T） 计数器（计数器（C） 模拟量输入映像寄存器（模拟量输入映像寄存器（AI）、）、模拟量输出映像寄存器（模拟量输出映像寄存器（AQ） 高速计数器（高速计数器（HC）累加器（累加器（AC） 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论S7-200将编程元件统一归为存储器单元，存储单元按字节进行编址，将编程元件统一归为存储器单元，存

37、储单元按字节进行编址，无论所寻址的是何种数据类型，通常应指出它在所在存储区域和在无论所寻址的是何种数据类型，通常应指出它在所在存储区域和在区域内的字节地址。每个单元都有惟一的地址，地址用名称和编号区域内的字节地址。每个单元都有惟一的地址，地址用名称和编号两部分组成，元件名称（区域地址符号）如表两部分组成，元件名称（区域地址符号）如表3.10所示。所示。第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论 按位寻址的格式为：按位寻址的格式为：Ax.y必须指定元件名称、字节地址和位号，如图必须指定元件名称、字节地址和位号，如图3.8 所示。所示。图图3.8中中MSB表示最高位，表示最高位，LSB表示

38、最低位。表示最低位。 图图3.8位寻址格式位寻址格式MSBI0LSB0I15I4I3I2I17 6 5 4 3 2 1I 4 .5I 14 .2字节的位，即位号元件名称 （区域标志 ）字节地址位地址与字节地址之间的间隔第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论3间接寻址方式间接寻址方式 间接寻址方式是，数据存放在存储器或寄存器中，在间接寻址方式是，数据存放在存储器或寄存器中，在指令中只出现所需数据所在单元的内存地址的地址。指令中只出现所需数据所在单元的内存地址的地址。存储单元地址的地址又称为地址指针。这种间接寻址存储单元地址的地址又称为地址指针。这种间接寻址方式与计算机的间接寻址方式相

39、同。间接寻址在处理方式与计算机的间接寻址方式相同。间接寻址在处理内存连续地址中的数据时非常方便，而且可以缩短程内存连续地址中的数据时非常方便，而且可以缩短程序所生成的代码的长度，使编程更加灵活。序所生成的代码的长度，使编程更加灵活。用间接寻址方式存取数据需要作的工作有用间接寻址方式存取数据需要作的工作有3种：建立种：建立指针、间接存取和修改指针。指针、间接存取和修改指针。 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论（1）建立指针）建立指针 建立指针必须用双字传送指令（建立指针必须用双字传送指令（MOVD），将存储器），将存储器所要访问的单元的地址装入用来作为指针的存储器单所要访问的单元

40、的地址装入用来作为指针的存储器单元或寄存器，装入的是地址而不是数据本身，格式如元或寄存器，装入的是地址而不是数据本身，格式如下：下：例：例：MOVD&VB200,VD302MOVD&MB10,AC2MOVD&C2,LD14注意：注意：建立指针用建立指针用MOVD指令。指令。第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论（2）间接存取）间接存取 指令中在操作数的前面加指令中在操作数的前面加“*”表示该操作数为一个指表示该操作数为一个指针。针。下面两条指令是建立指针和间接存取的应用方法：下面两条指令是建立指针和间接存取的应用方法：MOVD&VB200，AC0MOVW*AC0，AC1若存储区的地

41、址及单元中所存的数据如下所示若存储区的地址及单元中所存的数据如下所示 执行过程如下：执行过程如下：第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论（3）修改指针）修改指针 下面的两条指令可以修改指针的用法：下面的两条指令可以修改指针的用法：INCDAC0INCDAC0MOVW*AC0，AC1返回本节返回本节第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.3.2指令系统指令系统 S7-200 系列系列PLC主机中有两类基本指令集：主机中有两类基本指令集：SIMATIC指令集和指令集和IEC 1131-3指令集，程序员可以指令集，程序员可以

42、任选一种。提供了许多类型的指令以完成广泛的自动任选一种。提供了许多类型的指令以完成广泛的自动化任务。化任务。SIMATIC指令集：是为指令集：是为S7-200系列系列PLC设计的，本设计的，本指令通常执行时间短，而且可以用指令通常执行时间短，而且可以用LAD、STL和和FBD三种编程语言。三种编程语言。IEC 1131-3指令集是不同指令集是不同PLC厂家的指令标准，它不厂家的指令标准，它不能使用能使用STL编程语言。编程语言。 返回本节返回本节第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.3.3编程语言编程语言 1. 语句表语句表 2. 梯形图梯形图 3. 功能块图功能块图 4. 其

43、他编程语言其他编程语言 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论1.语句表语句表 语句表（语句表（STL）语言类似于计算机的汇编语言，特别适）语言类似于计算机的汇编语言，特别适合于来自计算机领域的工程人员。用指令助记符创建用合于来自计算机领域的工程人员。用指令助记符创建用户 程 序 ， 属 于 面 向 机 器 硬 件 的 语 言 ，户 程 序 ， 属 于 面 向 机 器 硬 件 的 语 言 ， S T E P 7 Micro/Win32的语句表如图的语句表如图3.9所示。所示。 图图3.9语句语句表举例表举例第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.梯形图梯形图 图图3.

44、10梯形图举例梯形图举例第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论3.功能块图功能块图 功能块图（功能块图（FBD）的图形结构与数字电子电路）的图形结构与数字电子电路的结构极为相似，如下图的结构极为相似，如下图3.11所示。所示。 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论4.其他编程语言其他编程语言 SIMATIC工业软件中的工程工具中为大型或工业软件中的工程工具中为大型或中型中型PLC提供了许多高级编程工具，以下简要提供了许多高级编程工具，以下简要其中的几种：其中的几种：（1）S7-SLC和和 M7-Pro C/C+（2）S7-GRAPH （3）S7-HiGraph （4）

45、CFC 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论（1）S7-SLC和和M7-ProC/C+图图3.12SLC语言语言S7-SLC的语言与的语言与PASCAL非常相似，如图非常相似，如图3.12所示。所示。第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论（2）S7-GRAPH S1S2S8S3T0SST8T3T2T1ST9图图3.13顺序流程图顺序流程图第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论（3）S7-HiGraph 它借助于状态图来描述异步过程。用于装它借助于状态图来描述异步过程。用于装置和过程，以及可能的转移状态的图形描置和过程，以及可能的转移状态的图形描述。述。本工

46、具可基于系统框图和流程图直接进行本工具可基于系统框图和流程图直接进行编程，程序结构和过程清晰。编程，程序结构和过程清晰。 S7-HiGraph如图如图3.14所示所示。第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论1AINIT_SD;?0Init141231111? A Top;A IM_Lower;?A Bottom;?A M_Raise;?Movement downC= Down;Movement upC=Up;TopC= OM_Top;BottomC= OM_Bottom;图图3.14状态图状态图第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论（4）CFC CFC（连续功能图）是在

47、原来的（连续功能图）是在原来的CSF（控制（控制系统流程图）的基础上发展起来的，它通过系统流程图）的基础上发展起来的，它通过绘制过程控制流程图，将各程序块在版面上绘制过程控制流程图，将各程序块在版面上布置，然后将它们相互连接即可。布置，然后将它们相互连接即可。 控制系统流程图如图控制系统流程图如图3.15所示。所示。返回本节返回本节第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论ProcessSAMP_AVESliding averag OB 35 2/-BO BNR INI NENO BOOUT RControllerCONT_CContinuous PID OB 35 1/-R PV_I

48、NR SP_INTBO MAN ONLMN RTI TNR GAINR MANTI TVTI TVControllerCONT_CContinuous PID OB 35 7/-R PV_INR SP_INTBO MAN ONLMN RTI TNR GAINR MANTI TVR DEADB_W13020.000.02.020S10S0.00.02.020S10S0.00图图3.15连续功能图连续功能图第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.3.4程序结构程序结构 1. 用户程序用户程序 （1）主程序）主程序 （2）子程序）子程序 （3）中断处理程序）中断处理程序 2. 数据块数

49、据块 3. 参数块参数块 第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论如果编程使用的如果编程使用的是手编器，主程是手编器，主程序应安排到程序序应安排到程序的最前面。其他的最前面。其他部分的位置安排部分的位置安排没有严格的顺序，没有严格的顺序，但习惯上把子程但习惯上把子程序安排在中断程序安排在中断程序的前面。如图序的前面。如图3.16所示。所示。图图3.16程序结构程序结构返回本节返回本节程序中断程序2子程序2主程序中断程序1子程序m子程序1中断程序n第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.4相关设备相关设备 3.4.1手编器手编器 3.4.2计算机计算机 3.4.3人机界面

50、人机界面 3.4.4特殊功能模块特殊功能模块 返回本章首页返回本章首页第第2 2章可编程序控制器概论章可编程序控制器概论2.4.1手编器手编器 工业上用的各厂商的可编程序控制器的使用中，工业上用的各厂商的可编程序控制器的使用中，手编器曾是主要编程设备，后来出现了图形输手编器曾是主要编程设备，后来出现了图形输入设备，又出现了计算机编程软件。通过通信入设备，又出现了计算机编程软件。通过通信设备，使设备，使PLC和计算机相连，用编程软件可直和计算机相连，用编程软件可直接在计算机上编程，由于计算机的显示器屏幕接在计算机上编程，由于计算机的显示器屏幕较大，对程序的编制和修更加方便高效。但即较大，对程序的